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1、电工学多媒体课件,徐彦凯 89733294 综合楼 424,参考教材：,内容简介,电路,模拟电路,数字电路,电机,考核方法,总成绩,作业30%,=,+,期末 80%,第1章 电路及分析方法,1.1 电路的作用与组成部分,1.2 电路模型,*1.3 电压和电流的参考方向,1.4 电源有载工作、开路与短路,*1.5 基尔霍夫定律,1.6 电阻串并联,*1.9 电压源与电流源及其等效变换,1.7 支路电流法,*1.8 叠加原理,*1.10 戴维宁定理,*1.11 电路中电位计算,*1.12 电路的暂态分析,负载,电路是电流的通路，它是为了某种需要由某些电工设备 或元件按一定方式组合起来的。,电源,1
2、.1 电路的作用与组成部分,1.电能的传输与转换,电路的作用,2.信号的传递与处理存储,发电机,升压 变压器,输电线,降压 变压器,电灯 电动机 ,放 大 器,话筒,扬声器,电路的组成,信号源,负载,负载,电源,发电机,升压 变压器,输电线,降压 变压器,电灯 电动机 ,放 大 器,话筒,扬声器,信号源,负载,电源和信号源的电压或电流称为激励，它推动电路的工作。,由激励在电路中产生的电压和电流称为响应,激 励,响 应,电路分析是在已知电路结构和参数的条件下，讨论,与,的关系,电路实体,电路模型,1.2 电路模型,用理想电路元件组成的电路， 称为实际电路的电路模型。,理想电源元件,理想无源元件,
3、理 想 电 压 源,理 想 电 流 源,电 阻 R,电 感 L,电 容 C,各式各样的电阻,RJ13.14.15型金属膜电阻器 RJ13.14.15 Metal film Resistor,厚膜片式电阻器,几种常见的电感元件,带有磁心的电感,陶瓷电感,铁氧体电感,半导体型陶瓷电容器,温度补偿型陶瓷电容器,各式各样的电容,1.3电流和电压的参考方向,电流：带电粒子(电子、离子)有规则的定向运动,电流大小：,方向：正电荷运动的方向,单位：A，mA,，uA,一、电流和电流的参考方向,任意规定一个电流参考方向, 用箭头标在电路图上。,电流参考方向的表示：,1.用箭头表示(常用),2.用双下标表示,若电
4、流实际方向与参考方向相同,电流取正值 ；,若电流实际方向与参考方向相反,电流取负值。,二、电压和电压的参考方向,电压:单位正电荷由电路中a点移动到b点所失去或获得的能量，称为ab两点的电压,电压大小：,方向：从高电位指向低电位,单位：V, mV,若该时刻a点的电位比b点电位高,电压u0; 若该时刻a点的电位比b点电位低,电压u0,电压参考方向的表示：,u,_,+,1.正负号,Uab（高电位在前， 低电位在后）,3.双下标,2.箭 头,u,Uab=,Ua-Ub,规定电压的参考方向,如图为 关联方向 定义的 电压和电流,当a、b两点间所选择的电压参考方向由a指向b时，也选择电流的参考方向经电路由a
5、指向b，这种参考方向的定义方式成为关联方向。,关联方向：,如图为 非关联方向 定义的 电压和电流,a,b,I,U,a,b,I,U,通过电阻的电流与电压成正比,表达式,U= IR,U 、I参考方向相同,U、 I参考方向相反,图C中若I= 2A，R=3，则U= (2)3=6V,3.方程U/I=R 只适用于R 中U、I参考方向一 致的情况。即欧姆定律表达式含有正负号， 当U、I参考方向一致时为正，否则为负。,2.在解题前，一定先假定电压电流的“参考方向 ”，然后再列方程求解。习惯假设I与U 的参考方向一致（关联方向）。,1.电压电流“实际方向”是客观存在的， “参考方向” 是人为假设的方向。 U、I
6、为代数量，有正负之分。当参考方向与实际方向一致时为正，否则为负。,功率：设电路任意两点间的电压为 U ,流入此部分电路的电流为 I， 则这部分电路消耗的功率为:,电压电流参考方向一致,电压电流参考方向相反,P = UI,例,已知： UAB=3V,解：P=UI = (2)3= 6W,I = 2A,求：N的功率，并说明它 是电源还是负载,电压电流参考方向相同,P为负值，N发出功率,是电源,例: 所示 电 路 中，供 出 功 率 的 电 源 是 ( )。 理 想 电 压 源 (b) 理 想 电 流 源 (c) 理 想 电 压 源 与 理 想 电 流 源,a,吸收功率或消耗功率（起负载作用）,若 P
7、0,输出功率（起电源作用）,若 P 0,电阻消耗功率肯定为正,电源的功率可能为正（吸收功率），也可能为负（输出功率）,功率有正负,P = UI,P = UI,P0,P0,负载,电源,E,I,U,1.4 电源有载工作、开路与短路,1.4.1 电源有载工作,1. U-I,R0,R,A,B,C,D,U=RI,U=E R0I,电源的外特性曲线,说明电源带负载能力强,1.4.1 电源有载工作,U=E R0I,2. 功率与功率平衡,UI=EI R0I2,电源产 生功率,内阻消 耗功率,电源输 出功率,功率的单位：瓦特(W) 或千瓦(KW),负载取 用功率,E,I,U,R0,R,A,B,C,E,I,U0,1
8、.5.2 电源开路,R0,R,A,B,C,D,I=0,U=U0=E,P=0,E,U,I,R1,1.5.3 电源短路,R2,R0,U=0,I=IS=E/ R0,P = 0,作 业 B基本题：1.4.5,分析图中的 i1, i2?,(a),(b),（1）、电路中u、i受两类约束：,（2）、元件约束关系与联接方式约束关系是互为独立的。,1、个体（元件约束）,2、整体（联接方式约束）,R3,a,b,E1,结点 电路中三条或三条 以上支路联接的点,支路 电路中的每一分支,c,d,回路 由一条或多条支路 组成的闭合路径,如 acb ab adb,如 abca adba adbca,1.5 基尔霍夫定律,E
9、2,如 a,b,R2,R1,基尔霍夫定律:用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系，其中包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。,1.5.1 基尔霍夫电流定律 KCL,1、内容：在电路中，任何时刻，对任一结点，所有与之相连支路电流的代数和恒等于零。,2、公式：,KCL是电荷守恒的体现, 它是对连接到该结点的各支路电流约束关系。,3、步骤 规定电流的参考方向 规定参考方向流入结点的电流前面取“+”号， 流出结点的电流前面取“-”号。 3. 列KCL方程,例：若I1= 9A， I2= 2A， I4=8A。 求： I3,KCL,电流的参考方向 与实际方向相反,I1 I2 + I3 + I4=0,
10、解：,I1 + I3 + I4=I2,-I1 + I2- I3 - I4= 0,对结点B,对结点C,= -3 + 4 -2 = -1A,IA,IB,IAB,IBC,ICA,KCL推广应用,IC,IA + IB + IC =0,在任一瞬间通过任一封闭合面的电流的代数和也恒等于零。,广义节点,包围部分电路的任意封闭面,思考题,I=?,1、内容：在电路中，任何时刻，从回路中任意一点出发，以顺时针或逆时针方向循行一周，回路中各段电压的代数和恒等于零.,1.5.2 基尔霍夫电压定律（KVL）,2、公式：,3、步骤： 1 任意指定回路的绕行方向 2 凡元件电压的参考方向与绕行方向一致者， 该电压前面取“+
11、”号， 元件电压的参考方向与绕行方向相反者， 该电压前面取“-”号。,U1+U2 U3 U4 + U5 =0,+ -,对回路1,=0,+,+,-,对回路2,+,-,-,=0,i1R1,i3R3,例:,列KVL方程,KVL推广应用于假想的闭合回路,E+ IR UAB=0,UAB= E+ IR,根据KVL可列出,U2,U1,UAB,UAB= U1 U2,电路中任两结点间电压uab等于从 a点到 b点的任一路径上各段电压的代数和。,作 业 A选择题：1.5.1、1.5.2 B基本题：1.5.3,1.6 电阻串并联,1.6.1 电阻的串联,分压公式,等效电阻,R = R1+R2,1.6.2 电阻的并联,分流公式,等效电阻,支路电流法是以支路电流为求解对象，直接应用KCL和KVL列出所需方程组，而后解出各支路电流。 再用欧姆定律求出各支路电压。,1.7 支路电流法,2 应用KCL对结点列方程,3 应用KVL列出余下的 b (n1)个方程,4 解方程组，求解出各支路电流。,支路电流法解题步骤,A,对于有n个结点的电路，只能列出 (n1)个独立的KCL方程,1 确定支路数b ，标出各支路电流的参考方向,并设电流为未知量,结点a：,列电流方程,结点c：,结点b：,结点d：,b,a,c,d,（取其中三个方程）,例,列电压方程,b,a,c,d,作 业 B基本题：1.7.1,
